(14分).如圖甲所示,一條輕質彈簧左端固定在豎直墻面上,右端放一個可視為質點的小物塊,小物塊的質量為m="1.0" kg,當彈簧處于原長時,小物塊靜止于O點,F(xiàn)對小物塊施加一個外力F,使它緩慢移動,將彈簧壓縮至A點,壓縮量為x="0.1" m,在這一過程中,所用外力F與壓縮量的關系如圖乙所示。然后撤去F釋放小物塊,讓小物塊沿桌面運動,已知O點至桌邊B點的距離為L=2x,水平桌面的高為h=5.0m,計算時,可用滑動摩擦力近似等于最大靜摩擦力。(g取10 m/s2) 求:
(1)在壓縮彈簧過程中,彈簧存貯的最大彈性勢能.
(2)小物塊落地點與桌邊B的水平距離.
(1) 2.3 J (2) 2 m
解析試題分析:(1)取向左為正方向,從F—x圖中可以看出,小物塊與桌面間的滑動摩擦力大小為Ff="1.0" N,方向為負方向
在壓縮過程中,摩擦力做功為Wf=-Ff·x="-0.1" J
由圖線與x軸所夾面積可得外力做功為WF="(1.0+47.0)×0.1÷2" J="2.4" J
所以彈簧存貯的彈性勢能為Ep=WF+Wf="2.3" J
(2)從A點開始到B點的過程中,由于L=2x,摩擦力做功為
Wf′=Ff·3x="0.3" J
對小物塊用動能定理有 EP-Wf’=mvB2/2
解得vB="2" m/s
物塊從B點開始做平拋運動 h=gt2/2
下落時間t="1" s
水平距離s=vBt="2" m
考點:本題考查對動能定理、平拋運動、能量守恒的應用。
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,在豎直平面內固定有兩個很靠近的同心圓形軌道,外圓ABCD的光滑,內圓A′B′C′D′的上半部分B′C′D′粗糙,下半部分B′A′D′光滑。一質量m=0.1kg的小球從軌道的最低點A,以初速度v0向右運動,球的尺寸略小于兩圓間距,球運動的半徑R=0.2m,取g=10m/s2。
(1)若要使小球始終緊貼外圓做完整的圓周運動,初速度v0至少為多少?
(2)若v0=3m/s,經(jīng)過一段時間小球到達最高點,內軌道對小球的支持力N=1N,則小球在這段時間內克服摩擦力做的功是多少?
(3)若v0=3m/s,經(jīng)過足夠長的時間后,小球經(jīng)過最低點A時受到的支持力為多少?小球在整個運動過程中減少的機械能是多少?
(本題12分。第一小題3分。第2小題3分,第3小題6分)
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)如圖所示,真空室內存在寬度為d=8cm的勻強磁場區(qū)域,磁感應強度B=0.332T,磁場方向垂直于紙面向里;ab、cd足夠長,cd為厚度不計的金箔,金箔右側有一勻強電場區(qū)域,電場強度E=3.32×105N/C;方向與金箔成37°角.緊挨邊界ab放一點狀α粒子放射源S,可沿紙面向各個方向均勻放射初速率相同的α粒子,已知:α粒子的質量m=6.64×10 27kg,電荷量q = 3.2×10 19C,初速度v = 3.2×106m/s。(sin37°= 0.6,cos37°= 0.8)求:
(1)α粒子在磁場中作圓周運動的軌道半徑R;
(2)金箔cd被α粒子射中區(qū)域的長度L;
(3)設打在金箔上d端離cd中心最遠的α粒子穿出金箔進入電場,在電場中運動通過N點,SN⊥ab且SN = 40cm,則此α粒子從金箔上穿出時,損失的動能△EK為多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(14分)如圖所示,有一電子(電荷量為e)經(jīng)電壓U0加速后,進入兩塊間距為d、電壓為U的平行金屬板間.若電子從兩板正中間垂直電場方向射入,且正好能穿過電場,
求:(1)金屬板AB的長度L;
(2)電子穿出電場時的動能.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(15分)如圖,在豎直平面內有一固定光滑軌道,其中AB是長為R的水平直軌道,BCD是圓心為O、半徑為R的3/4圓弧軌道,兩軌道相切與B點。在外力作用下,一小球從A點由靜止開始做勻加速直線運動,到達B點時撤除外力。已知小球剛好能沿圓軌道經(jīng)過最高點C,重力加速度大小為g。求
(1)小球在C點的速度的大小;
(2)小球在AB段運動的加速度的大。
(3)小球從D點運動到A點所用的時間。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(10分)質量為M="2" kg的木板若固定在光滑的水平地面上,質量為m="0.04" kg的子彈以速度v1="500" m/s射入,射出時子彈速度v2="300" m/s,如圖所示,今將釘子拔掉,子彈穿出木塊后的速度多大?(設前后兩次子彈和木塊的作用力相同)
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(18分)如圖所示,一個質量為的長木板靜止在光滑的水平面上,并與半徑為的光滑圓弧形固定軌道接觸(但不粘連),木板的右端到豎直墻的距離為;另一質量為2的小滑塊從軌道的最高點由靜止開始下滑,從圓弧的最低點A滑上木板。設長木板每次與豎直墻的碰撞時間極短且無機械能損失。已知滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為。試求
(1)滑塊到達A點時對軌道的壓力的大小
(2)若滑塊不會滑離長木板,試討論長木板與墻第一次碰撞前的速度與的關系
(3)若S足夠大,為了使滑塊不滑離長木板,板長應滿足什么條件
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
質量M=1kg的物體,在水平拉力F的作用下,沿粗糙水平面運動,經(jīng)過位移4m時,拉力F停止作用,運動到位移是8m時物體停止,運動過程中EK-S的圖線如圖所示。求:
(1)物體的初速度多大?
(2)物體和平面間的摩擦系數(shù)為多大?
(3)拉力F的大。浚╣取10m/s2)
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
物體在做某種運動過程中,重力對物體做功200J,則
A.物體的動能一定增加200J | B.物體的動能一定減少200J |
C.物體的重力勢能一定減少200J | D.物體的重力勢能一定增加200J |
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